一只獼猴大腦里，一根可拉伸的柔性電極正隨著呼吸起伏微微擺動，另一端，電腦屏幕上的神經(jīng)元信號穩(wěn)定閃爍，1024個通道同時工作——這是傳統(tǒng)電極無法長期捕捉的動態(tài)景象。

可拉伸柔性電極植入大腦后的動態(tài)運動效果

2月5日，由北京腦科學(xué)與類腦研究所資深研究員、智冉醫(yī)療創(chuàng)始人方英領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊在國際學(xué)術(shù)期刊《Nature Electronics》發(fā)表了一項突破性成果，成功研制出一款兼具高通量信號采集與生物力學(xué)順應(yīng)性的可拉伸柔性電極。

高通量可拉伸柔性電極示意圖

論文鏈接：http://www.nature.sh.sjuku.top/articles/s41928-025-01560-6

這項技術(shù)解決了侵入式腦機(jī)接口中傳統(tǒng)柔性電極易移位、易脫出的世界難題。此前，馬斯克的Neuralink公司在2024年完成首例人體植入后，曾面臨高達(dá)85%的電極絲從患者腦組織脫出的情況，其第二例患者植入后，仍有約60%的電極無法工作。

01.

動態(tài)大腦，靜態(tài)電極：侵入式腦機(jī)接口的世界困境

Neuralink的困境暴露了侵入式腦機(jī)接口的技術(shù)瓶頸——傳統(tǒng)柔性電極的線性結(jié)構(gòu)設(shè)計無法實現(xiàn)有效的力學(xué)拉伸形變。

人類大腦并非靜止器官，它會隨呼吸與心跳搏動，腦組織在顱腔內(nèi)的位移幅度可達(dá)0.5-1.5毫米。

面對大腦的動態(tài)運動，傳統(tǒng)線性電極無法實時地順應(yīng)腦組織的變化，因此容易發(fā)生電極移位甚至從腦組織中脫出。這不僅會直接降低神經(jīng)信號采集的數(shù)量與解碼精度，還會引起腦組織炎癥反應(yīng)。

因此，如何研制能夠適應(yīng)大腦動態(tài)運動，實現(xiàn)神經(jīng)信號長期穩(wěn)定采集的新型柔性電極技術(shù)，是侵入式腦機(jī)接口技術(shù)臨床應(yīng)用亟待突破的關(guān)鍵技術(shù)難題。

02.

技術(shù)突破：從“線性”到“可拉伸”

早在2015年6月，方英團(tuán)隊與合作者就在國際上率先證實了侵入式柔性電極能夠在嚙齒類動物大腦實現(xiàn)長時程、高保真的神經(jīng)元信號采集。

但嚙齒類與靈長類存在顯著差異。靈長類動物大腦的生理搏動與顱內(nèi)位移幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于嚙齒類動物。這種量級上的差異意味著在靈長類大腦中實現(xiàn)長期穩(wěn)定交互，仍是當(dāng)前腦機(jī)接口領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)難題之一。

方英團(tuán)隊將目光投向了東方古老的剪紙藝術(shù)。其精髓在于，通過精妙的切割，使二維平面能夠折疊、舒展成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。

受此啟發(fā)，團(tuán)隊設(shè)計了一種全新的可重構(gòu)螺旋線陣列。每根“線”由僅約2微米厚的超薄高分子薄膜制成，在微觀下形似精巧的平面彈簧。

其核心力學(xué)奧秘在于“應(yīng)變解耦”：當(dāng)大腦搏動產(chǎn)生拉扯時，應(yīng)力不會導(dǎo)致材料硬性拉伸，而是轉(zhuǎn)化為螺旋結(jié)構(gòu)的優(yōu)雅彎曲與扭轉(zhuǎn)。這種設(shè)計將拉伸所需力道降至Neuralink線性電極的百分之一，從根源上降低了對柔軟腦組織的機(jī)械損傷。

然而，極致的柔軟也帶來了植入挑戰(zhàn)。為此，團(tuán)隊開發(fā)了一套微創(chuàng)植入“組合技”：先在腦表面覆蓋一層定制化水凝膠作為緩沖與導(dǎo)向?qū)?，再使用尖端僅20微米的特制穿梭器，引導(dǎo)螺旋線穿行。

在實時成像下，電極如同被馴服的絲線，從平面螺旋平穩(wěn)轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw的三維結(jié)構(gòu)，最終以“浮動”模式停留于腦表面，實現(xiàn)與組織的動態(tài)共融。

03.

硬核驗證：在獼猴腦中穩(wěn)定采集1024通道信號

研究團(tuán)隊以獼猴為試驗對象開展了系統(tǒng)性的驗證。

首先是大規(guī)模、長期穩(wěn)定的信號采集。在植入256通道該電極后，團(tuán)隊成功采集到257個單神經(jīng)元信號，實現(xiàn)了對大腦運動意圖的高精度解碼。

可拉伸柔性電極長期植入后與腦組織生物相容性界面

為驗證其高通量潛力，團(tuán)隊進(jìn)一步植入了1024通道的高密度電極陣列，覆蓋了包括運動皮層在內(nèi)的多個關(guān)鍵腦區(qū)，成功實現(xiàn)了對超過700個皮層神經(jīng)元活動的同步穩(wěn)定記錄。

長期測試表明，植入22周后，信號質(zhì)量與神經(jīng)元數(shù)量均未出現(xiàn)明顯衰減，證明了其卓越的生物相容性與長期工作能力。

植入1024通道的可拉伸柔性電極后，大腦中的神經(jīng)元活動記錄

技術(shù)的終極價值在于應(yīng)用，更重要的是對運動意圖的高精度解碼。

團(tuán)隊訓(xùn)練獼猴執(zhí)行手部定向移動任務(wù)，同時利用植入在運動皮層的256通道電極記錄神經(jīng)活動。通過先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分析，僅憑神經(jīng)信號便成功重構(gòu)出獼猴手部的連續(xù)運動軌跡，預(yù)測結(jié)果與實際動作高度吻合。

這意味著該電極陣列不僅能“聽見”大量神經(jīng)元“對話”，更能精準(zhǔn)“解讀”其含義，為未來幫助運動功能障礙患者實現(xiàn)意念操控外部設(shè)備奠定了關(guān)鍵基石。

這項研究不僅僅是對單一材料的改進(jìn)，而是從設(shè)計理念、植入方法到系統(tǒng)驗證的完整解決方案。

04.

背后企業(yè)：智冉醫(yī)療及其商業(yè)化進(jìn)展

這項核心技術(shù)實現(xiàn)突破，其背后的企業(yè)智冉醫(yī)療不容忽視。該公司成立于2022年4月，專注于侵入式柔性腦機(jī)接口平臺研發(fā)。創(chuàng)始團(tuán)隊包括科學(xué)家方英博士，以及具有工程與臨床轉(zhuǎn)化背景的宋麒博士。

2025年8月，智冉醫(yī)療完成超3億元A輪融資，累計融資額已近5億元。資金用于技術(shù)研發(fā)和推進(jìn)臨床試驗。

目前，智冉醫(yī)療已構(gòu)建量產(chǎn)體系。其在北京建立了臨床級微納加工與GMP車間，自主研發(fā)了從硬件、軟件、解碼算法到自動植入機(jī)器人的全套系統(tǒng)，并已獲得中美專利授權(quán)。

智冉醫(yī)療自研的侵入式超薄柔性電極

智冉醫(yī)療自研的自動植入機(jī)器人

05.

賽道加速：一條“超彈神經(jīng)線”撬動的產(chǎn)業(yè)未來

這項技術(shù)突破的影響力，正與全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)的加速浪潮形成共振。

在這個競速賽道，最明確的信號來自競爭對手。Neuralink宣布計劃在2026年開啟大規(guī)模生產(chǎn)，并轉(zhuǎn)向更精簡、自動化的手術(shù)流程。這標(biāo)志著侵入式腦機(jī)接口的開發(fā)重心，已從原理驗證邁向量產(chǎn)與臨床交付的關(guān)鍵期。

中國為這股浪潮提供了頂層設(shè)計與產(chǎn)業(yè)鏈支撐。腦機(jī)接口被明確列入國家“十五五”規(guī)劃的未來產(chǎn)業(yè)。地方布局也已展開：深圳率先實現(xiàn)了從“研發(fā)、制造到臨床驗證”的植入式腦機(jī)接口全鏈條貫通，上海、杭州等地也在加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。

據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，截至2026年1月，國內(nèi)腦機(jī)接口企業(yè)總量已突破200家，預(yù)計到2030年，相關(guān)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到100億至140億元。

資本正在用真金白銀為賽道下注。2025年，Neuralink完成6.5億美元E輪融資，估值達(dá)90億美元；國內(nèi)企業(yè)強(qiáng)腦科技也在2026年初完成了約20億元融資。二級市場上，A股相關(guān)概念板塊也隨產(chǎn)業(yè)進(jìn)展而活躍。

在此背景下，此次突破所解決的“電極動態(tài)脫出”難題，其價值尤為突出。它正是產(chǎn)業(yè)從實驗室原型走向安全、可靠、可批量應(yīng)用的臨床產(chǎn)品所必須越過的核心障礙。

這條“超彈神經(jīng)線”不僅是一項實驗室成就，它或許正預(yù)示著下一代人機(jī)交互的全新可能。